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中国钢结构协会2023年度科学技术奖成果展示(第八期)
来源: 作者: 发布时间:2023-11-23
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科学技术奖”一等奖项目

  一、基本情况  

  获奖项目名称:大悬挑体育场模块化无支撑成套施工技术 

  主要完成单位:浙江精工钢结构集团有限公司、精工国际钢结构有限公司、精工钢结构(上海)有限公司、精工绿筑科技集团有限公司 

  主要完成人:顾励、宁贵康、敖权、郭静、梁科峰、孙海港、吴晶晶、张政通、郭得旺、蔡鹰 

  二、项目背景 

  杜维拉体育场位于阿尔及利亚阿尔及尔省杜维拉镇,是阿尔及利亚政府在首都阿尔及尔修建的地标体育场。体育场平面投影呈椭圆形,长轴跨度240m,短轴跨度200m,总建筑面积29800m²,建筑标高为33m。体育场看台部分为混凝土结构,屋盖为钢结构,上铺金属屋面板。钢结构屋盖为空间管桁架体系,由30榀倒三角悬臂主桁架及之间的次桁架组成。每榀倒三角桁架总长度为53 m,悬挑长度为38m。主结构总用钢量4300吨。 

项目实景

  三、创新成果 

  本项目有五大关键技术和创新点: 

  (1)大悬挑体育场模块化无支撑施工技术 

  采用了大悬挑结构模块化吊装加高空补缺的成套施工技术,同时采用三次模块化调整措施以确保安装精度。避免采用临时支撑架及整体卸载的传统安装方式,降本增效效果显著。 

无支撑模块化吊装

  (2)采用限位工装进行模块化施工 

  采用专门设计的限位工装,将抗震支座从滚动支座临时转化为滑动支座,将摇摆柱从球铰链临时转化为固定铰支座,结合背拉杆形成稳固的受力体系,确保无临时支撑的大悬挑模块吊装就位后的稳定性和安全性。 

抗震支座位置的限位工装在模块就位前实施到位

背拉工装,附着于模块吊装

  (3)多状态下结构预变形技术 

  首先进行结构整体预变形,对一次成型的整体结构进行分析得到结构在自重荷载作用下的变形量,然后将此位移变形反加到结构上,拟合出新的结构位形,从而实现整体结构预变形,此第一状态预变形用于结构的深化设计与工厂加工制作。在现场模块拼装阶段进行二次起拱,用以抵消单模块吊装时因刚度降低比整体预变形时多下挠的那部分挠度。 

二阶段预变形在地面拼装时实施

  (4)复杂抗震支座处销轴连接节点优化 

  采用三叉二销轴节点替代原来的四叉三节点,同时制定合理的加工制作公差、以及采用销轴节点整体制作,销轴工厂试穿,保证其精度,保证了抗震支座处销轴连接节点的现场可以顺利安装。 

优化后的三叉二节点

  (5)欧标S460N钢材焊接工艺研究及应用 

  欧标S460N钢材首次运用于建筑钢结构项目中,采用了新型欧标焊材,首次实现欧标正火钢现场无预热的焊接,并结合码板刚性约束焊接变形和收缩技术,显著提高了现场的焊接工作效率。 

S460N圆管现场无预热对称焊接

    

  四、推广应用 

  该成套技术成功运用于阿尔及利亚杜维拉体育场,取得了良好的社会效益和经济效益。作为精工在阿尔及利亚承接的第二座体育场,项目顺利实施进一步提升了中国制造在阿尔及利亚的形象,为两国人民的友谊做出贡献,也为国家的“一带一路”倡议添砖加瓦。 

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